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Die
Erfindung betrifft ein Statorpaket der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung.
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Bekannte
Statorpakete dieser Art weisen abwechselnd Zähne und Nuten auf, in die eine
dreiphasige Wechselstrom-Wicklung eingelegt wird. Die Zahn- und
Nutenquerschnitte dieser Statorpakete waren zunächst rechteckförmig ausgebildet
(
DE 27 21 905 C2 ).
Später
wurden die Seitenwände
der Nuten an ihren den Nutenböden
gegenüber
liegenden, offenen Enden mit nach innen ragenden Vorsprüngen versehen.
Auf diesen Vorsprüngen
wurden an den Wicklungen befestigte Halbschalen abgestützt, um
die Wicklungen dadurch in den Nuten gegen Herausfallen zu sichern,
da die Nuten im eingebauten Zustand der Statorpakete nach unten
geöffnet
sind (
DE 33 09 051
C2 ). Bei einer Weiterentwicklung dieser Statorpakete erfolgte
die Sicherung der Wicklungen in den Nuten durch in diese eingelegte
Formteile aus Kunststoff (
DE
196 20 221 A1 ). Schließlich
wurde bekannt, die Statorpakete durch Druckgelieren derart mit einer
Korrosionsschutzschicht zu versehen, daß die elektromagnetischen Eigenschaften durch
die Form der Blechlamellen bestimmt ist, während die Form der zum Einlegen
und Halten der Wicklungen bestimmten Nutenquerschnitte durch die beim
Druckgelieren aufgebrache Korrosionsschutzschicht festgelegt wird
(
DE 197 03 497 A1 ).
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Wegen
der Herstellung der Blechlamellen durch Stanzen ist im Hinblick
auf die Form der Nuten und Zähne
eine Konstruktion besonders vorteilhaft, bei der die Zähne und
Nuten im wesentlichen deckungsgleich sind, d. h. die Zähne im wesentlichen paßgenau in
die Nuten passen. Hierdurch ist es möglich, durch Stanzen eines
Blechstreifens jeweils zwei identisch ausgebildete Blechlamellen
herzustellen und dabei den Blechabfall zu minimieren.
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Bei
der praktischen Anwendung der beschriebenen Lamellen hat sich u.
a. herausgestellt, daß die
ursprünglich
gewählte
Stanzkontur einen nachteiligen Einfluß auf die Stanzgratbildung
und somit auch auf die Signalqualität der induktiven Abstandsmessung
hat. Diese Stanzgrate können
sich nach der Stapelbildung im Statorpaket gegeneinander legen und
dadurch nach dem Aufbringen der Korrosionsschutzschicht, die gleichzeitig
elektrisch isolierend wirken soll, zu elektrischen Kurzschlüssen und
damit zu fehlerhaften Signalen in der Abstandsmessung führen.
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Ausgehend
davon liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, das Statorpaket
der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß Stanzgrate
weitgehend vermieden werden.
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Zur
Lösung
dieses Problems dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß aufgrund der großen Radien
im Bereich der Übergänge der
Nutengründe
bzw. Zahnfüße in die
Seitenwandungen Stanzgrate weitgehend vermieden werden. Dadurch
werden die elektromagnetischen Eigenschaften des Statorpakets wesentlich
verbessert, und fehlerhafte Signale der Abstandsmessung können nicht
mehr auftreten. Damit verbunden ist in vorteilhafter Weise ein geringer
Verschleiß der
Stanzwerkzeuge.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einzelner Lamellen für ein Statorpaket eines Langstator-Linearmotors;
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2 in
perspektivischer Ansicht ein fertiges Statorpaket aus den Lamellen
nach 1 nach dem Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht;
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3 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lamelle für das Statorpaket
nach 1 und 2;
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4 eine
vergrößerte Einzelheit
Z der 3; und
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5a und 6 zwei weitere
mögliche Ausführungsformen
für die
Querschnitte der Nuten und Zähne
nach 3 in je einer teilweisen Seitenansicht.
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Nach 1 und 2 enthält ein Statorpaket 1 für einen
Langstator-Linearmotor eines Magnetschwebefahrzeugs eine Vielzahl
von z. B. ca. 0,5 mm starken Blechen oder Lamellen 1, die
durch Ausstanzen aus einem ferromagnetischen Blechstreifen erhalten
werden. Die Lamellen 1 haben im Ausführungsbeispiel im wesentlichen
identische Abmessungen und weisen je eine vordere und hintere Breitseite 2 und
in Umfangsrichtung je eine schmale Oberkante 3, Unterkante 4 und
zwei Seitenkanten 5 und 6 auf. Die Lamellen 1 werden
in nicht näher
dargestellter Weise zu Blechpaketen 7 (2)
gestapelt, indem sie mit ihren vorderen bzw. hinteren Breitseiten 2 aneinander
gelegt und bündig
aufeinander ausgerichtet werden. Die Zahl der verwendeten Lamellen 1 hängt von
den für
den Langstator-Linearmotor geforderten elektrischen und magnetischen
Eigenschaften ab.
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Die
Lamellen 1 werden bei ihrer Herstellung durch Stanzen an
ihren Oberkanten 3 mit Nuten 8, an ihren Unterkanten 4 dagegen
mit Nuten 9 und dazwischen liegenden Zähnen 10 versehen.
Nach der Stapelung dienen die Nuten 8 zur Aufnahme von
im wesentlichen doppel-T-förmig
ausgebildeten Traversen 11 (2), während die
Nuten 9 zur Aufnahme der aus elektrischen Leitungen 12 bestehenden
Stränge einer
Dreiphasen-Wechselstrom-Wicklung dienen.
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Im übrigen ist
das fertige Statorpaket 7 nach 2 ganz oder
teilweise von einer nicht näher
dargestellten Korrosionsschutzschicht 14 umhüllt.
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3 und 4 zeigen
eine einzelne Lamelle 1 mit weiteren Einzelheiten. Danach
sind die Aussparungen bzw. Nuten 9 und Füße 10 in
einem vorgewählten
Rastermaß R
von z. B. ca. 86 mm angeordnet, das der Summe aus der Zahn- und
der Nutbreite entspricht. Die Nuten 9 werden beidseitig durch
Seitenwände 15 von
zwei benachbarten Füßen 10 begrenzt,
wobei die Nuten 9 und Füße 10 in Längsrichtung
der Lamelle 1 abwechselnd aufeinander folgen. Die Seitenwände 15,
die durch das Stanzen der rohen Blechlamellen 1 erhalten
werden, sind im wesentlichen so geformt, wie es aus elektromagnetischen
Gründen
vorteilhaft ist. Dagegen erfolgt die endgültige Formgebung der Nuten 9 mittels
einer auf die Nutenwandungen aufgebrachten Korrosionsschutzschicht 14,
die vorzugsweise nach der Bildung des Statorpakets 7 durch
einen Gießvorgang,
z. B. einen Druckgeliervorgang aufgebracht wird. Das ist in 4 durch
einen gestrichelt angedeuteten Abschnitt 14a der Korrosionsschutzschicht 14 im
Bereich der Nuten 9 und Zähne 10 angedeutet.
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Aus
stanztechnischen Gründen
sind die Nuten 9 und Füße 10 in
der Blechlamelle 1 im wesentlichen deckungsgleich ausgebildet.
Das bedeutet, daß eine
entsprechend 3 ausgebildete, jedoch in einer
um 180° gedrehten
Stellung befindliche Lamelle, deren Nuten 9 nach oben offen
sind, so mit der Lamelle 1 verschachtelt werden kann, daß die Zähne der
einen Lamelle in die Nuten der anderen Lamelle eintreten und Zahnfüße 16 an
Nutengründen 17 zu liegen
kommen. Bei identischer Ausbildung der Nuten 9 und Füße 10 ist
daher der beim Stanzen entstehende Abfall am kleinsten. Dabei ist klar,
daß die
Innenquerschnitte der Nuten 9 nach dem späteren Aufbringen
der Korrosionsschutzschicht 14a entsprechend kleiner sind,
was aber nicht die durch die Lamelle 1 bestimmten elektromagnetischen
Eigenschaften ändert.
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Um
einen minimalen Stanzabfall zu erhalten, weisen die Lamellen 1 außerdem gleiche
Nut- und Fußhöhen h auf.
Weiter ist ein Mittenabstand a1 der Nuten 9 gleich einem
Mittenabstand a2 der Zähne und
gleich dem halben Rasterabstand R, gemessen in einer Ebene 18,
die zwischen der Oberkante 3 und der Unterkante 4 bei
der halben Höhe
h und senkrecht zu den Breitseiten der Lamelle 1 verläuft. Schließlich sollten
Mittel- bzw. Schnittlinien 19 der genannten Ebene 18 mit
den Seitenwänden 15 gleichzeitig
Linien sein, um die herum die Seitenwände 15 zentral- bzw.
punktsymmetrisch sind, so daß z. B.
obere Abschnitte 15a (4) der Seitenwände 15 nach
einer Drehung um 180 ° um
die Schnittlinien 19 mit unteren Abschnitten 15b der
Seitenwände 15 zusammenfallen.
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Erfindungsgemäß sind einerseits
die Zahnfüße 16 mit
den Seitenwänden 15 und
andererseits die Nutengründe 17 mit
den Seitenwänden 15 jeweils durch Übergangsabschnitte 16a, 16b bzw. 17a, 17b verbunden,
deren Krümmungsradien
durchweg größer als
1,6 mm sind. Außerdem
verlaufen die Seitenwände 15 längs bogenförmig gekrümmter Flächen, deren
Krümmungsradien
ebenfalls durchweg größer als
1,6 mm sind.
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4 bis 6 zeigen
drei verschiedene mögliche
Ausführungsformen
für die
Konturen der Seitenwände 15 und
der Übergangsabschnitte 16a, 16b bzw. 17a, 17b. 4 zeigt
Konturen, die im wesentlichen der 3 entsprechen.
Dabei sind die Übergangsabschnitte 16a, 16b bzw. 17a, 17b mit vergleichsweise
kleinen Krümmungsradien
versehen. Dagegen verlaufen die daran anschließenden Seitenwandabschnitte 15a zwischen
dem Nutengrund 17 und den Mittellinien 19 längs gekümmter Flächen, die
mit Bezug auf die Nuten 9 konvex ausgebildet sind, während die
Seitenwandabschnitte 15b zwischen den Zahnfüßen 16 und
den Mittellinien 19 entsprechend konkav mit Bezug auf die
Nuten 9 verlaufen. Die konvexen bzw. konkaven Abschnitte 15a, 15b weisen
dabei im wesentlichen ebene Flächenteile
auf, die an Übergangszo-nen 20 (4)
mit Krümmungsradien
aneinander grenzen, die wesentlich größer als 1,6 mm sind.
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Entsprechendes
gilt für
die Nut- und Zahnform entsprechend der Ausführungsform in 5. Hier
sind allerdings einerseits Übergangsabschnitte 21, 22 vorgesehen,
die im Vergleich zu den Übergangsabschnitten 16a, 16b bzw. 17a, 17b deutlich größere Krümmungsradien
aufweisen. Andererseits sind die Seitenwandabschnitte 15a, 15b hier
nicht durch ebene, sondern durch durchgehend gekrümmte Flächenabschnitte
gebildet.
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Während nach
der 4 und 5 die oberen Seitenwandabschnitte 15a konvex
und die unteren Seitenwandabschnitte 15b konkav ausgebildet sind,
jeweils bezogen auf die zugehörige
Nut 9, ist dies bei der Ausführungsform nach 6 umgekehrt.
Hier sind die oberen Seitenwandabschnitte 15a konkav bzw.
nahezu eben und die unteren Seitenwandabschnitte 15b entsprechend
konvex bzw. nahezu eben ausgebildet. Im übrigen gilt für diese Ausführungsform
dasselbe wie für
die beiden anderen Ausführungsformen.
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Wie 4 bis 6 weiter
zeigen, sind innere Konturen 23 der endgültigen Nutquerschnitte,
die sich nach dem Aufbringen des Abschnitts 14a der Korrosionsschutzschicht 14 ergeben,
in allen drei Fällen
gleich. Die unterschiedlichen Ausstanzungen in den Lamellen 1 wirken
sich daher nur auf die elektromagnetischen, nicht aber auf die mechanische
Anordnung der Leitungen 12 (2) in den
durch die Korrosionsschutzschicht 14a begrenzten Teilen
der Nuten 9 aus. Daher ist es möglich, bei Anwendung gleicher
Querschnitte der Leiter 12 unterschiedliche elektromagnetische
Eigenschaften vorzusehen. Dies ist in 4 bis 6 dadurch
kenntlich gemacht, daß die
Zahnfüße 16 und
die zugehörigen
Nutengründe 17,
in Längsrichtung
der Lamelle 1 betrachtet, unterschiedliche Längen 11, 12 und 13 aufweisen.
Innerhalb der durch die Korrosionsschutzschicht 14a vorgegebenen
Grenzen sind daher zahlreiche unterschiedliche Formgestaltungen
möglich.
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Durch
die Erfindung ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß auch stanztechnische
Gesichtspunkte berücksichtigt
werden, was bisher nicht der Fall war. Vorteilhaft ist ferner, daß eine erhebliche
Reduzierung an Stanzgraten erzielt werden kann und an den Schnittkonturen
keine ungewollten Isolationsfehler auftreten. Außerdem wird die Standzeit der
Stanzwerkzeuge vergrößert.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die
auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Insbesondere ist klar,
daß die
Zahl der pro Statorpaket 7 verwendeten, erfindungsgemäßen Lamellen 1 (3 bis 6)
und damit die Gesamtlänge
der durch die Nuten 9 gebildeten Kanäle senkrecht zu den Breitseiten der
Lamellen 1 von den Umständen
des Einzelfalls abhängt.
Unabhängig
von der Zahl der Lamellen 1 stimmt jedoch stets die Form
der durch Stanzen erhaltenen Nuten und Zähne im Paket mit denen in den einzelnen
Lamellen überein,
da gemäß 2 z.
B. durch die Traversen 11 eine bündige Ausrichtung aller Lamellen
sichergestellt wird. Weiter sind die aus 4 bis 6 ersichtlichen
Zahn- und Nutformen nur als Beispiele aufzufassen, von denen insbesondere
im Hinblick auf die Erzielung einer möglichst großen Zahnfußlänge abgewichen werden kann. Hierzu
ist es vorteilhaft, die Seitenwandabschnitte 15b insbesondere
dort, wo sie an die Übergangsabschnitte 16a, 16b angrenzen,
konvex auszubilden, wie in 6 angedeutet
ist. Alternativ ist es aber auch möglich, den Seitenwänden 15 die
Kontur einer Doppel- oder
Mehrfachwelle zu geben, so daß jeder Abschnitt 15a, 15b für sich einen
wellenförmigen
Verlauf hat. Schließlich
versteht sich, daß die
verschiedenen Merkmale auch in anderen als den dargestellten und
beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.